DE4436110C1

DE4436110C1 - Membranfederkupplung der gezogenen Bauart mit Verschleißausgleich

Info

Publication number: DE4436110C1
Application number: DE4436110A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dipl Ing Weidinger; Joerg Dipl Ing Sudau
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1994-10-10
Filing date: 1994-10-10
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2014-10-11
Also published as: FR2725486A1; GB2294097B; FR2725486B1; GB2294097A; GB9520679D0; JP3016180B2; JPH08210377A; US5667049A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Membranfederkupplung der gezogenen Bauart, umfassend
in Kupplungsgehäuse, das an einem Schwungrad einer Brennkraftmaschine befestigt ist und mit diesem um eine Drehachse umlaufen kann,
eine im Kupplungsgehäuse drehfest aber axial verlagerbar angeordnete Anpreßplatte,
eine Kupplungsscheibe zwischen Anpreßplatte und Schwungrad mit Reibbelägen,
eine Membranfeder zur Erzeugung der Anpreßkraft, die sich mit ihrem Außendurchmesser am Kupplungsgehäuse abstützt und mit einem mittleren Durchmesser an der Anpreßplatte und die nach radial innen weisende Federzungen aufweist zum Angriff eines Ausrücksystems,
eine Einrichtung zum automatischen Ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge.

Eine Membranfederkupplung in gezogener Bauart mit einem Verschleißausgleich ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 43 06 688 bekannt. Diese bekannte Konstruktion zeigt eine rein wegabhängige Wirkungsweise des Verschleißausgleiches.

Eine kraftabhängige Wirkungsweise des Verschleißausgleiches ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 43 22 677 bekannt. Diese bezieht sich im vorliegenden Fall auf eine gedrückte Bauart der Reibungskupplung, wobei im Bereich des Kippkreises der Membranfeder ein kraftabhängiger Sensor vorgesehen ist, der den Verschleißausgleich am Kippkreis ermöglicht. Der Sensor wird dabei nur während des Ausrückvorganges und nur von einem Teil der Ausrückkraft beaufschlagt.

Ein weiterer automatischer Verschleißausgleich in Verbindung mit einer gedrückten Membranfederkupplung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 43 42 390 bekannt. Bei dieser Konstruktion ist eine Abstütztellerfeder vorgesehen, die eine größere Axialkraft aufweisen muß als die maximalen Ausrückkraft, die auf die Zungen der Membranfeder vom Ausrücksystem einwirkt. Zudem ist hier eine sehr aufwendige Nachstelleinrichtung vorgesehen, die mit zwei Nachstellringen auf unterschiedlichen radialen Abständen arbeitet.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Membranfederkupplung zu erstellen, die gegenüber dem Stand der Technik mit einem geringeren Aufwand herzustellen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Hauptanspruch gelöst.

Dabei wird die Membranfeder auf der der Anpreßplatte abgewandten Seite über eine das gehäuseseitige Widerlager bildende Tellerfeder abgestützt und im gleichen Durchmesserbereich ist auf der der Anpreßplatte zugekehrten Seite zwischen Membranfeder und einem gehäusefesten Bauteil die Einrichtung vorgesehen, welche durch Erhaltung der Einbaulage der Membranfeder den Verschleißausgleich herbeiführt, wobei die Einbaulage bestimmt ist durch eine im wesentlichen konstante Differenzkraft zwischen der Auflagekraft der Membranfeder und der Stützkraft der Tellerfeder und bei durch Verschleiß abnehmender Differenzkraft die Einrichtung bis zur Wiederherstellung der ursprünglichen Differenzkraft eine axiale Verlagerung des gehäuseseitigen Widerlagers zur Anpreßplatte hin zuläßt. Durch die ansteigenden Auflagekräfte der Membranfeder bei auftretendem Verschleiß wird die Differenzkraft der Einrichtung so weit abgesenkt, daß eine axiale Verlagerung des gehäuseseitigen Widerlagers zur Anpreßplatte hin möglich ist und die ursprüngliche Differenzkraft wieder aufgebaut werden kann. Damit wird erreicht, daß bei auftretendem Verschleiß ein automatischer Ausgleich insofern durchgeführt wird, als die Membranfeder insgesamt ihre Form auch bei auftretendem Verschleiß konstant hält, wodurch auch ihre Anpreßkraft konstant gehalten werden kann. Dies ist insbesondere bei sogenannten gezogenen Kupplungen wichtig, weil bei diesem Kupplungstyp die nach radial innen weisenden Federzungen einer besonders großen Schwenkbewegung unterworfen wären. Dadurch wird vermieden, daß das Ausrücksystem für eine allzugroße Ausrückbewegung geeignet sein muß, was einem großen Platzbedarf entsprechen würde.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Einrichtung zum automatischen Ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge aus wenigstens einem konzentrisch zur Drehachse angeordneten ringförmigen Bauteil besteht mit umfangsmäßig eine Steigung bewirkende Teilflächen, die mit korrespondierenden Gegenflächen am gehäusefesten Bauteil zusammenwirken, wobei eine Federeinrichtung das Bauteil gegenüber dem Kupplungsgehäuse belastet im Sinn einer Verkleinerung des axialen Abstandes. Durch die Verwendung dieser einfachen Bauteile und die Wirkung des Verschleißausgleiches in kraftabhängiger Weise kann ein einfacher, automatischer Ausgleich des Verschleißes herbeigeführt werden, wobei die Größe der Ausrückbewegung auf die Wirkung unwesentlich ist.

Die Erfindung wird anschließend anhand eines Beispiels näher erläutert. Es zeigen in einzelnen:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Längsschnitts durch eine Membranfederkupplung;

Fig. 2 die Ansicht A der Verstelleinrichtung;

Fig. 3 den Verlauf der Federkraft von Tellerfeder und Membranfeder.

Die Membranfederkupplung 1 ist mit ihrem Kupplungsgehäuse 2 an einer nicht dargestellten Schwungmasse einer Brennkraftmaschine befestigt und läuft mit dieser um die Drehachse 3 um. Im Kupplungsgehäuse 2 ist eine Anpreßplatte 4 angeordnet und zwar axial verlagerbar aber drehfest. Die Befestigung erfolgt beispielsweise über die bekannten Tangentialblattfedern. Eine Membranfeder 7 ist zwischen dem Kupplungsgehäuse 2 und der Anpreßplatte 4 derart angeordnet, daß sie auf einem mittleren Durchmesser an der Anpreßplatte 4 aufliegt und die Anpreßkraft F_A erzeugt und mit ihrem Außendurchmesser mit der gleichen Kraft in entgegengesetzter Richtung indirekt am Kupplungsgehäuse 2 abgestützt ist. Die indirekte Abstützung erfolgt über eine Tellerfeder 10, die mit ihrem Außendurchmesser unter Zwischenschaltung eines Stützringes 16 auf dem Außendurchmesser der Membranfeder 7 aufliegt, und mit ihrem Innendurchmesser unter Zwischenschaltung eines Stützrings 17 am Kupplungsgehäuse 2. Zwischen dem Außendurchmesser der Membranfeder 7 - auf der der Tellerfeder 10 abgewandten Seite - und einem gehäusefesten Bauteil 11 ist die Einrichtung 9 zum automatischen Ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge vorgesehen. Die Reibbeläge 6 befinden sich dabei am: Außenumfang der Kupplungsscheibe 5, und sie sind zwischen die Anpreßplatte 4 und das Schwungrad zur Drehmomentübertragung einspannbar. Die Einrichtung 9 weist ein ringförmiges Bauteil 13 auf, welches konzentrisch zur Drehachse 3 angeordnet ist und welches gegenüber der Membranfeder 7 verdrehbar ist. Eine Ansicht "A" ist in Fig. 2 wiedergegeben, wobei hier die Details der Anordnung ersichtlich sind. Das ringförmige Bauteil 13 weist am Umfang verteilt einem Steigung bewirkende Teilflächen 14 auf, die mit korrespondierenden Gegenflächen 12, die gehäusefest angeordnet sind, zusammenwirken. Die Gegenflächen 12 sind dabei an einem gehäusefesten Bauteil 11 angeordnet. Das ringförmige Bauteil 13 ist durch eine Federeinrichtung - beispielsweise mehrere am Umfang verteilte Zugfedern 15 - in Umfangsrichtung entsprechend Pfeil P federbelastet.

Die Wirkungsweise der Membranfederkupplung wird anschließend in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben, welche die Federkraftverläufe von Membranfeder und Tellerfeder in Abhängigkeit von der Bewegung der Membranfeder zeigt. Die Abstimmung und der Einbau der Tellerfeder 10 ist so vorgenommen, daß ihr Federkraftverlauf F_T im Verschleißbereich sehr flach ist. Überlagert ist der Federkraftverlauf F_M der Membranfeder 7. Die durch eine gestrichelte Linie eingezeichnete Einbaulage läßt erkennen, daß die Membranfeder 7 eine Kraft F_A auf die Anpreßplatte 4 ausübt, um die Kupplungsscheibe 5 im eingerückten Zustand zu halten. Mit der gleichen Kraft in entgegengesetzter Richtung liegt die Membranfeder 7 mit ihrem Außendurchmesser auf dem Stützring 1.6 auf und vermindert die von der Tellerfeder 10 ausgeübte Kraft in Richtung der Einrichtung 9, so daß die Membranfeder 7 noch mit einer Kraft F_RES auf die Einrichtung 9 einwirkt. Diese Kraft F_RES ist so mit der Kraft der Zugfedern 15, mit der Steigung der Teilflächen 14 bzw. der Gegenflächen 12 und dem Reibungskoeffizienten zwischen dem ringförmigen Bauteil 13 und dem gehäusefesten Bauteil 11 abgestimmt, daß in der dargestellten Einbaulage eine Verdrehung des ringförmigen Bauteils 13 durch die Zugfedern 15 nicht möglich ist. Dabei ist zwischen dem Auflagebereich der Membranfeder 7 am ringförmigen Bauteil 13 und dem gehäusefesten Bauteil 11 ein Abstand X vorhanden. Wenn nun nach längerer Benutzungsdauer ein Verschleiß an den Reibbelägen 6 auftritt, wandert die Anpreßplatte 4 vom Kupplungsgehäuse 2 weg in Richtung auf das Schwungrad. Dadurch fängt die Membranfeder 7 an, ihre relative Lage im Kupplungsgehäuse 2 zu verändern, indem die nach radial innen, weisen den Federzungen 8 entgegen Richtung des Pfeils F_aus (symbolische Darstellung für das Ausrücksystem) weg wandern, falls die Verschleißausgleichseinrichtung nicht vorhanden ist. In diesem Fall ergibt sich ein sehr großer Weg für die Enden der Federzungen 8, da bei der sogenannten gezogenen Membranfederkupplung das Längenverhältnis des Abstandes zwischen dem Auflagepunkt an der Anpreß platte 4 und den Enden der Federzungen 8 zu dem Abstand zwischen dem Auflagepunkt an der Anpreßplatte 4 und dem Auflagepunkt am Stützring 16 eine Größenordnung von vier bis fünf zu eins hat. Nun ist entsprechend Fig. 3 die Membranfeder 7 so ausgelegt, daß sie bei zunehmendem Verschleiß, also bei Bewegung in Richtung des Verschleißweges, eine stark zunehmende Auflagekraft F_A sowohl an der Anpreßplatte 4 als auch am Stützring 16 erzeugt. Diese Kraft F_A am Stützring 1 6 wirkt gegen die entsprechende Kraft der Tellerfeder 10 und reduziert so die resultierende Kraft F_RES auf die Einrichtung 9. Dadurch ist es den Zugfedern 1 5 möglich, das ringförmige Bauteil 13 in Richtung des Pfeiles P gegen die Reibkraft zwischen den Teilflächen 14 und den Gegenflächen 12 zu überwinden und eine entsprechende Nachstellung vorzunehmen. Dadurch wird die Membranfeder 7 wieder in ihre ursprüngliche Einbaulage zurückgeführt und die alten Kraftverhältnisse im Bereich der Einrich tung 9 wieder hergestellt. Bei Verschleiß ist somit sichergestellt, daß die Membranfeder 7 ihre Einbauform erhält und auch mit den radial innenliegenden Enden der Federzungen 8 lediglich um den Betrag des Verschleißes der Reibbeläge 6 in Richtung auf das Schwungrad zu wandert.

Es sei darauf hingewiesen, daß die oben beschriebene Kupplung an jede Art von Schwungrad verbaut werden kann, wie z. B. an ein Zweimassenschwungrad.

Claims

1. Membranfederkupplung der gezogenen Bauart umfassend
ein Kupplungsgehäuse, das an einem Schwungrad einer Brennkraftmaschine befestigt ist und mit diesem um eine Drehachse umlaufen kann,
eine im Kupplungsgehäuse drehfest aber axial verlagerbar angeordnete Anpreßplatte,
eine Kupplungsscheibe zwischen Anpreßplatte und Schwungrad mit Reibbelägen,
eine Membranfeder zur Erzeugung der Anpreßkraft, die sich mit ihrem Außendurchmesser am Kupplungsgehäuse abstützt und mit einem mittleren Durchmesser an der Anpreßplatte und die nach radial innen weisende Federzungen aufweist zum Angriff eines Ausrücksystems,
eine Einrichtung zum automatischen Ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge,
dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder (7) auf der der Anpreßplatte (4) abgewandten Seite über eine das gehäuseseitige Widerlager bildende Tellerfeder (10) abgestützt ist und im gleichen Durchmesserbereich auf der der Anpreßplatte (4) zugekehrten Seite zwischen Membranfeder (7) und einem gehäusefesten Bauteil (11) eine Einrichtung (9) vorgesehen ist, welche durch Erhaltung der Einbaulage der Membranfeder (7) den Verschleißausgleich herbeiführt, wobei die Einbaulage bestimmt ist durch eine im wesentlichen konstante Differenzkraft (F_res) zwischen der Auflagekraft (F_A) der Membranfeder (7) und der Stützkraft (F_T) der Tellerfeder (10) und bei durch Verschleiß abnehmender Differenzkraft die Einrichtung (9) bis zur Wiederherstellung der ursprünglichen Differenzkraft eine axiale Verlagerung des gehäuseseitigen Widerlagers zur Anpreßplatte (4) hin zuläßt.

2. Membranfederkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9) aus wenigstens einem konzentrisch zur Drehachse (3) angeordneten ringförmigen Bauteil (13) besteht mit umfangsmäßig eine Steigung bewirkenden Teilflächen (14), die mit korrespondierenden Gegenflächen (12) am gehäusefesten Bauteil (11) zusammenwirken, wobei eine Federeinrichtung (Zugfedern 15) das ringförmige Bauteil (13) gegenüber dem Kupplungsgehäuse (2) belastet im Sinne einer Verkleinerung des axialen Abstandes (X) zwischen gehäusefestem Bauteil (11) und ringförmigem Bauteil (13).